Scheibengenerator Berechnungs-Tool

[Bernd]

Die Wirkungsgradberechnungen beziehen sich in dem Tool auf den schlechtest möglichen Fall, nämlich das
eine Batterie auf direkten Wege vom geplanten Generator geladen wird (nur Gleichrichter dazwischen).
Du hast es völlig richtig erkannt das der Wirkungsgrad weit besser ausfallen würde wenn man einen Laderegler
verwendet der es dem Generator ermöglicht in seinen "natürlichen" Spannungsbereich zu arbeiten so das er NICHT bei
Batteriespannung festgenagelt wird so das eine Leistungserhöhung dann nur über den Strom ginge.

Ich halte den Bereich der Wirkungsgradberechnung in dem Tool für wenig hilfreich da es die Leute oft dazu verführt
viel teurere Generatoren zu bauen als nötig bzw. dem Anwender suggeriert "geht nicht " indem es sehr
schlechte Wirkungsgrade vorgaukelt die bei der tatsächlichen Nutzungsart unter Umständen gar nicht gegeben sind.

Grüsse

Bernd

[Arowana]

Hallo Bernd,

Danke für die schnelle Antwort.
Gibt es da eine Formel wo ich als normal verbaucher benutzen kann dass ich den Wirkungsgradbei 11m/s von sagen wir mal 60% umberechnen kann oder soll darf ich dir meine Berechnungen schicken?

Gruß

Michael

[Bernd]

Der Wirkungsgrad ist ja das Verhältnis aus eingesetzter mechanischer zu abgegebener elektrischer Leistung.
Der Rest, also die Verlustprozente, erhitzen die Wicklungen des Generators bzw, werden in diesen in Wärme ungewandelt.
Die Wärme entsteht beim eisenlosen nahezu ausschliesslich durch Einwirkung des Stromflusses auf den ohmschen
Widerstand der Spulen, je mehr Strom fliesst, umso mehr Verluste entstehen in den Spulen.

Das Tool geht von einem sehr hohen fliessenden Strom aus der sich berechnet aus :

Leistung durch Spannung = Ampere, wobei die Spannung immer der entspricht die man im Tool vorgibt.

Tatsächlich ist die Spannung die wir im Tool vorgeben aber nur die Startspannung bei der unser Windrad beginnt
Leistung abzugeben. Bei voller Drehzahl/Leistung erzeugt der Generator eine viel höhere Spannung, trotzdem
berechnet das Tool alles mit der "Anfangsspannung" die bei direkter Akkuladung tatsächlich leider immer gleich bleiben würde.

Eine Möglichkeit die Verluste zu ermitteln ist folgende Rechnung bei der wir den Innenwiderstand unseres eisenlosen Generators
kennen müssen, ebenso die Leistung auf die sich der Wirkungsgrad beziehen soll und die dabei anliegende Spannung.
Beispiel:

Generator erzeugt bei voller Nutzlast 40,2 Volt und hat einen Innenwiderstand von 0,5 Ohm und wir wollen ihm 300 Watt entnehmen.

Bei Entnahme der 300 Watt (und entsprechender Drehzahl) erzeugt er die genannten 40,2 Volt
I = P durch U = 300 Watt durch 40,2 Volt = der fliessende Strom = 7,46 Ampere
Verluste in den Spulen = fliesender Strom² mal Spulenwiderstand = 7,46 A² * 0,5 Ohm = 27,83 Watt Verluste in den Spulen

Unser Beispielgenerator erzeugt also bei einer Abgabeleistung von 300 Watt Verluste von 27,83 Watt.
Der Wirkungsgrad liegt bei über 90%.

Grüsse

Bernd

[Arowana]

Danke Bernd du hast mir wiedermal sehr weitergeholfen!

Also wäre es bei mir z.b. bei 3 m/s 24 Volt, dann wären es bei 12m/s 96 Volt also 4 mal soviel.
Also bei 12m/s laut tool 60% Wirkungsgrad aber könnte ich dann mit etwa 90% rechnen!?
Also 40% Verlust durch 4 mal 3 = nurnoch 10% Verlust?

Großen Dank nochmal

Gruß

Michael

[Ekofun]

Hallo,

normale Formel für Motoren/generatoren sind : Angenommene Leistung:P1 = Wurzel aus 3(1,73)* U * I * 10^-3 ; I = If = Fasenstrom.

Abgabeleistung: (Nutzleistung); P = 1,73 * U * I * Wirkungsgrad * cosinus Fi * 10^-3 in KW.

Rechnung im Beitrag ist richtig were was Anderes wenn das gekauftes Teil ist,dann aber steht am Schild alles.Bei selbstgemachten Genis wissen wir nicht cosinus Fi und rechnen so wie Bernd eben gerechnet hat.

Dsie Zwei Formul habe gegeben um eben Sachverhalt zu zeigen. Aus zweite Formel kann mann auch Wirkungs Grad errechnen wenn Formel danach umgestellt wird.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Es ist sogar noch viel krasser.
Tatsächlich sinken die Verluste bei höherer Spannung noch viel stärker.

Machen wir mal Werte fest. der Einfachheit halber soll der Generator 240 Watt abgeben.
Der Innenwiderstand soll 0,8 Ohm sein.
24 Volt und 240 Watt macht 10 Ampere fliessender Strom.
Das ergibt Verluste in Höhe von I² mal R = 10 mal 10 mal 0,8 Ohm = 80 Watt

Bei 240 Watt Abgabe erzeugen wir 80 Watt Verluste = 75 % Wirkungsgrad

Jetzt rechnen wir das gleiche mal mit 96 Volt

96 Volt und 240 Watt ergibt einen fliessenden Strom von 2,5 A
2,5A² mal 0,8 Ohm = Verluste = 5 Watt

240 Watt Abgabe und 5 Watt Verluste ergeben einen Wirkungsgrad von 98 % (!!)

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Bernd,

wo holst Du nun die 0,8 Ohm her? Im Ansatz waren es noch 0,5 Ohm.

MfG. Andreas

[Bernd]

Tipfehler, sollte auch 0,8 Ohm heissen. Ich habs jetzt korrigiert.

Grüsse

Bernd

[Savonius_Michel]

Hallo alle zusammen,

ich bin hier neu und muss mich gleich mit einer vermutlich recht dummen Frage outen. Die Frage wurde allerdings auch schon von dabro81 gestellt, aber die Antwort darauf habe ich nicht gefunden. Sie interessiert mich jedoch sehr!

"Was ist eigentlich mit Magnetpole gemeint? Ist damit immer ein Magnet gemeint oder ein Polpaar von zwei Magneten? "

Beispiel: Ich habe einen Stator mit 9 Spulen und 12 Magnetpolen in die Berechnung eingesetzt. Heißt das jetzt, dass ich dass ich auf der oberen und unteren Rotorscheibe 12 Magnete brauche? Oder sind die Polpaare gemeint, wie dabro81 schon vermutet hatte? Dann wären es jeweils oben und unten nur 6 Magnete???

windige und freundliche Grüße

Michel

[Arowana]

Hallo Michel,

Wenn du wie die Meisten einen Dualscheibengenerator hast also 2 Magnetscheiben und einen Stator mit den Spulen in der Mitte dann hat bei 9 Spulen jede der Magnetscheiben 12 Magnete ( Pole ) also hast du insgesamt 24 Magnete.
Diese werden so verbaut das sich die 2 Magnetscheiben stark anziehen und ein magnetisches Feld erzeugen durch welches die Spulen rauschen.
Magnete Spulenverhältniss immer 4 Magnete auf 3 Spulen .
Also hättest du bei 12 Spulen 16 Magnete pro Scheibe
bei 15 Spulen 20 Magnete und immer so weiter. Die Anzahö der Spulen muss immer durch 3 teilbar sein wegen den Phasen

Gruß

Michael